The invention discloses a hydrogen pressure difference detection method, detection device and hydrogen pressure difference sensor, wherein, methods: to collect the hydrogen pressure, stack temperature and humidity temperature; according to the humidification temperature acquisition corresponding to the humidification temperature of the first saturation pressure, and according to the battery stack temperature gets corresponding to the stack temperature second saturation pressure; according to the first second saturation pressure and saturation pressure inlet relative humidity; according to the potential difference between the anode and the cathode of the fuel cell output voltage is obtained; according to the hydrogen pressure, relative humidity, air temperature and saturation pressure of second cell stack hydrogen pressure difference. According to the potential difference between the anode and the cathode of the fuel cell hydrogen pressure, reduce the size and cost of the fuel cell system, improve the practicability and applicability of the fuel cell system is simple and easy to implement.
【技术实现步骤摘要】
氢气压差检测方法、检测装置及氢气压差传感器
本专利技术涉及燃料电池
,特别涉及一种氢气压差检测方法、检测装置及氢气压差传感器。
技术介绍
水管理是质子交换膜燃料电池中一项非常重要的内容。膜电极两侧适当的含水量是维持电池性能的必要条件,水过多或过少都将造成电池性能下降。燃料电池同侧气体进出口压力差值(压差)是反应电池内部含水量的指标之一。由于氢气侧含水量少且氢气流速较低,所以氢气压降对于氢气侧流道含水量多少的感知尤为敏感。因此,在质子交换膜燃料电池的水管理中,氢气压降是比较重要的一个监测量。其中,氢气压降的数值可以通过进出口压力的差值获得。但是,由于进出口压力波动较大,且氢气压差一般仅仅是十几千帕甚至是五千帕以内的一个较小值,所以用做差的方法来体现氢压降值不甚准确。相关技术中,一般通过氢压差传感器来直接获得氢压差值。用于工业控制领域的压差传感器通常采用压敏元件来感知两侧气压的差值。常见的有压阻式和电容式两种压差传感器。压阻式传感器利用半导体的电阻率应力变化输出电信号。常见的是用弹性硅膜片感受两侧压力,不同的压力使集成在硅膜片上的电桥产生不同程度的不平衡,从而输出不同的电信号。电容式传感器将压差变化转换为电容量的变化。与压阻式相比,电容式的动态响应更好。常见的形式是一个中央压敏膜片与两侧两个隔离膜片分别构成两个串联电容。压差的变化使压敏膜片发生形变,从而两电容器容量不再均等,由此输出电信号。然而,外界温度直接影响压阻式传感器中电桥的电阻率,也会影响电容式传感器的内部几何尺寸和零件的空间位置。因此,温度会给两种传感器的测量带来误差,最后需要进行温度补偿。温 ...
【技术保护点】
一种氢气压差检测方法,其特征在于,包括以下步骤:采集氢气压力、电池堆温度和增湿温度;根据所述增湿温度获取对应于所述增湿温度的第一饱和压力,并且根据所述电池堆温度获取对应于所述电池堆温度的第二饱和压力;根据所述第一饱和压力和所述第二饱和压力得到进气相对湿度;根据燃料电池的阳极和阴极之间的电势差获取输出电压;以及根据所述氢气压力、所述进气相对湿度、所述第二饱和压力和所述电池堆温度得到氢气压差。
【技术特征摘要】
1.一种氢气压差检测方法,其特征在于,包括以下步骤:采集氢气压力、电池堆温度和增湿温度;根据所述增湿温度获取对应于所述增湿温度的第一饱和压力,并且根据所述电池堆温度获取对应于所述电池堆温度的第二饱和压力;根据所述第一饱和压力和所述第二饱和压力得到进气相对湿度;根据燃料电池的阳极和阴极之间的电势差获取输出电压;以及根据所述氢气压力、所述进气相对湿度、所述第二饱和压力和所述电池堆温度得到氢气压差。2.根据权利要求1所述的氢气压差检测方法,其特征在于,所述第一饱和压力通过以下公式得到:所述第二饱和压力通过以下公式得到:其中,psat,hum为所述第一饱和压力,Thum为所述增湿温度,g为常数,psat,stack为第二饱和压力,Tstack为所述电池堆温度。3.根据权利要求2所述的氢气压差检测方法,其特征在于,所述进气相对湿度通过以下公式得到:4.根据权利要求3所述的氢气压差检测方法,其特征在于,所述氢气压差通过以下公式得到:或者其中,A为放大器放大倍数,F为法拉第常数,R为气体常数。5.一种氢气压差检测装置,其特征在于,包括:采集模块,用于采集氢气压力、电池堆温度和增湿温度;第一计算模块,用于根据所述增湿温度获取对应于所述增湿温度的第一饱和压力,并且根据所述电池堆温度获取对应于所述电池堆温度的第二饱和压力;第二计算模块,用于根据所述第一饱和压力和所述第二饱和压力得到进气相对湿度;获取模块,用于根...
【专利技术属性】
技术研发人员:裴普成,李跃华,吴子尧,陈东方,黄尚尉,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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